連通天塹，“橋”見(jiàn)未來(lái)

本刊綜合

我國(guó)是橋梁大國(guó)，自古就有“橋梁的國(guó)度”之稱(chēng)，千百年來(lái)形成了兼具歷史遺風(fēng)和地方特色的橋文化。無(wú)論是現(xiàn)存年代久遠(yuǎn)、保存完整的單孔坦弧敞肩石拱橋，還是楊柳堤岸、柳鎖虹橋，又或是橫渡海峽、跨越大江的鋼索大橋，都凝聚著勞動(dòng)人民的智慧和力量。

我國(guó)“四大古橋”中蘊(yùn)藏著古人的哪些智慧？現(xiàn)代橋梁的建造中又有哪些科技的加持？本期讓我們一起走近聯(lián)通世界的天塹——橋。

古橋設(shè)計(jì)的“巧”

我國(guó)不少古代橋梁中巧妙的建筑藝術(shù)，都是世界橋梁史上的創(chuàng)舉。趙州橋、盧溝橋、洛陽(yáng)橋、廣濟(jì)橋被稱(chēng)為中國(guó)“四大古橋”，它們充分展示了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的非凡智慧。

趙州橋

趙州橋坐落于河北省趙縣城南洨河之上，距今已有1400余年的歷史，是世界上現(xiàn)存年代最久遠(yuǎn)、跨度最大、保存最完整的單孔坦弧敞肩石拱橋。

選址巧妙：趙州橋避開(kāi)了縱橫交錯(cuò)的活動(dòng)斷層，能有效減輕地震帶來(lái)的傷害。其次，橋梁地基以密實(shí)粉質(zhì)黏土為主，有效提升了橋體的承重能力，確保了橋梁的穩(wěn)定性。

工藝科學(xué)：趙州橋首次應(yīng)用敞肩圓弧拱式橋型設(shè)計(jì)，在主拱和橋面之間的兩側(cè)橋肩處分別設(shè)置了兩兩對(duì)稱(chēng)的四個(gè)小拱，做成“空撞券”。四個(gè)小拱拱石外圍運(yùn)用材料力學(xué)的彈性拱原理，將受力點(diǎn)的力分散到橋的每一個(gè)橫截面，不僅有效減輕了橋身自重、分散了橋身對(duì)橋臺(tái)地基的垂直壓力，還消除了拱軸線(xiàn)截面的拉應(yīng)力，使趙州橋更加穩(wěn)固。

盧溝橋

盧溝橋距今已有830年的歷史，是迄今中國(guó)華北地區(qū)保存最完整的十一孔聯(lián)拱石橋。盧溝橋不僅被譽(yù)為“燕京八景”之一、馬可波羅筆下的“巨麗的石橋”，還是一座科學(xué)之橋。

“鐵柱穿石”的工藝：數(shù)根粗大的鐵柱打入河底的卵石層，上面穿入巨石連成一體，周?chē)镁薮笫鍑》乐顾鳑_擊，石板與石板之間互相勾連，非常堅(jiān)固。對(duì)盧溝橋橋體的科學(xué)檢測(cè)“體檢報(bào)告”顯示，10個(gè)橋墩中沉陷幅度最大的仍未超過(guò)12厘米。

“內(nèi)藏乾坤”的橋墩：盧溝橋的橋墩呈船型，迎水面砌作分水尖，每個(gè)分水尖都有一根三棱形鐵柱，用以迎擊洪水以及初春冰雪消融時(shí)大量泥沙冰凌的沖擊，使橋孔不易被堵塞，承載能力更強(qiáng)大。

此外，橋面科學(xué)地設(shè)置了坡度，坡勢(shì)平緩不積水，開(kāi)闊宜通行，還能減少自然的侵蝕。

洛陽(yáng)橋

洛陽(yáng)橋亦稱(chēng)萬(wàn)安橋，位于福建省泉州城東北方向約10千米的洛陽(yáng)江入海口處。洛陽(yáng)橋是中國(guó)第一座跨海梁式大石橋，也是世界上現(xiàn)存最長(zhǎng)的石梁橋。它首創(chuàng)了“筏形基礎(chǔ)”“種蠣固基”和“浮運(yùn)架梁”等先進(jìn)的建橋技術(shù)，被茅以升稱(chēng)為“中國(guó)古代橋梁的狀元”。

“筏形基礎(chǔ)”：往江底沿著橋梁中線(xiàn)拋填大石塊，形成一條橫跨江底的矮石堤作為橋墩基礎(chǔ)。

“種蠣固基”：通過(guò)在基石上養(yǎng)殖牡蠣，巧妙地利用牡蠣外殼附著力強(qiáng)、繁生速度快的特點(diǎn)，把橋基和橋墩牢固地膠結(jié)成一個(gè)整體。這在世界上是絕無(wú)僅有的。

“浮運(yùn)架梁”：利用潮水漲落來(lái)架設(shè)重達(dá)七八噸的石梁，以達(dá)到“激浪以漲舟，懸機(jī)以弦牽”。

洛陽(yáng)橋面大多由長(zhǎng)石條鋪就而成，有的石條單條質(zhì)量約20噸。在當(dāng)年架橋技術(shù)極其有限的條件下，對(duì)所需的石材進(jìn)行開(kāi)采到架設(shè)，都是勞動(dòng)人民無(wú)窮智慧的體現(xiàn)。

廣濟(jì)橋

廣濟(jì)橋俗稱(chēng)湘子橋，位于廣東省潮州古城東門(mén)外，橫跨韓江，連接?xùn)|西兩岸，為古代閩粵的交通要津。廣濟(jì)橋集梁橋、浮橋、拱橋于一體，不僅是“潮州八景”之一，也是中國(guó)橋梁史上的一個(gè)孤例。

橋墩之大：廣濟(jì)橋采用的橋墩之大，堪稱(chēng)我國(guó)古代之最。它采用韓山大青麻條石，石條雖大小不一，但疊合十分有規(guī)律，石條與石條間為卯榫結(jié)構(gòu)。橋墩在造型上分為六邊形船型墩和五邊形半船型墩兩種。設(shè)計(jì)者還將上游所有橋墩筑造為尖型，有效分解徑流沖擊力。

石梁之重：廣濟(jì)橋每跨均架設(shè)4條巨型石梁，最大長(zhǎng)約15米、寬1米、厚1.2米，質(zhì)量約50噸。在機(jī)械設(shè)備尚未問(wèn)世的古代，巨型石梁的使用充分顯示了古代勞動(dòng)人民的智慧及高超的建筑工藝。

橋亭之美：廣濟(jì)橋形式各樣的樓臺(tái)亭閣為一大奇觀(guān)。除了為往來(lái)的行人提供遮護(hù)，還增加了橋身的自重，加強(qiáng)了橋身的穩(wěn)定性，提高了橋身抗風(fēng)御潮的能力。

浮橋之智：浮橋由18條木船橫向并排連接而成，兩端用鐵鏈固定在梁橋的磯頭墩，隨水位漲落而高低變化。磯頭墩各有一段石階梯供行人上下浮橋。浮橋可啟可閉，閉合可連接兩邊梁橋，開(kāi)啟后有供大型船舶通行、快速排洪的功能。

現(xiàn)代橋梁里的“智”

曾經(jīng)滄海千層浪，敢架江河萬(wàn)里橋。從斜拉到懸索，從跨江到跨海，一座座大橋勾勒出中國(guó)發(fā)展的足跡，中國(guó)“橋梁家族”以令人驚嘆的速度和品質(zhì)邁向世界前列。下面讓我們一起找尋我國(guó)現(xiàn)代橋梁中的“智”。

橋梁界的“珠穆朗瑪峰”——港珠澳大橋

被譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”和“現(xiàn)代世界七大奇跡”之一的港珠澳大橋，不僅是中國(guó)橋梁先進(jìn)水平的代表，更是中國(guó)創(chuàng)新能力的體現(xiàn)。大橋全長(zhǎng)55千米，主體工程集“橋—島—隧”于一體，對(duì)所有構(gòu)件實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)整件制造后運(yùn)至海上，像“搭積木”一樣拼裝在一起，實(shí)現(xiàn)了精密制造、精密安裝。

作為世界上最大的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，港珠澳大橋僅主梁鋼板用量就達(dá)42萬(wàn)噸，相當(dāng)于10座鳥(niǎo)巢或60座埃菲爾鐵塔的質(zhì)量。由33節(jié)沉管對(duì)接而成的最長(zhǎng)海底沉管隧道，每1節(jié)質(zhì)量達(dá)8萬(wàn)噸，相當(dāng)于一艘航空母艦的質(zhì)量。

在工程建設(shè)上，港珠澳大橋采用了世界首創(chuàng)的深插式鋼圓筒快速成島技術(shù)，其深水無(wú)人對(duì)接的公路沉管隧道同樣堪稱(chēng)世界最大難度，沉管在海平面以下13～48米不等的海底實(shí)現(xiàn)無(wú)人對(duì)接，且對(duì)接誤差需控制在2厘米以?xún)?nèi)。

港珠澳大橋采用世界最大尺寸高阻尼橡膠隔震支座，支座能承載約3000噸的重物，能抵抗16級(jí)臺(tái)風(fēng)、8級(jí)地震及30萬(wàn)噸級(jí)巨輪撞擊，預(yù)計(jì)使用年限達(dá)120 年。

世界最長(zhǎng)高鐵橋——丹昆特大橋

丹昆特大橋位于京滬高鐵江蘇段，起自丹陽(yáng)，途經(jīng)常州、無(wú)錫、蘇州，終到昆山。全長(zhǎng)164.851千米，是目前吉尼斯世界紀(jì)錄記載的世界第一長(zhǎng)橋——美國(guó)龐恰特雷恩湖橋的四倍多。

蘇南地區(qū)屬于平原河網(wǎng)化地貌，河道眾多，為避免造成巨大的資源損耗，橋梁設(shè)計(jì)師決定把橋延伸到陸地，實(shí)現(xiàn)“以橋代路”。作為世界第一長(zhǎng)橋，丹昆特大橋縱貫蘇南平原河網(wǎng)化地貌，跨公路、鐵路、水路，以現(xiàn)代化高鐵橋梁的傲然姿態(tài)，跨越蘇南大地，穿越5座城市僅需40分鐘。

世界最高大橋——北盤(pán)江大橋

屹立于北盤(pán)江大峽谷之巔，連接云貴兩省的北盤(pán)江大橋全長(zhǎng)1341.4米，主跨720米，橋面到谷底垂直高度約565.4米，相當(dāng)于一棟200層的高樓，是世界最高的大橋。

北盤(pán)江大橋全橋共設(shè)224根斜拉索，藏在這些白色護(hù)套里的鋼筋直徑僅有15.2毫米，但它抗拉強(qiáng)度較普通建筑用鋼強(qiáng)度增長(zhǎng)了4～8倍。建設(shè)團(tuán)隊(duì)還采用了最先進(jìn)的防腐技術(shù)，創(chuàng)新使用了主梁縱移懸拼技術(shù)、頂推施工，全面應(yīng)用了主梁板桁結(jié)合技術(shù)、500E高性能抗震鋼筋，讓大橋穩(wěn)穩(wěn)矗立在山石之巔。

世界最長(zhǎng)跨海公鐵大橋——平潭海峽公鐵大橋

平潭海峽公鐵大橋全長(zhǎng)16.34千米，是福州至平潭鐵路和長(zhǎng)樂(lè)至平潭高速公路。大橋采用合建方式，是共同跨越海壇海峽北口的公鐵兩用橋梁，是世界最長(zhǎng)也是我國(guó)第一座公鐵兩用跨海大橋。

橋梁建設(shè)者們克服風(fēng)大、浪高、巖硬等惡劣自然環(huán)境，打破“建橋禁區(qū)”的“魔咒”，創(chuàng)造了埋植式鋼混組合海上平臺(tái)、雙孔連做節(jié)段拼裝造橋機(jī)、“大橋海鷗號(hào)”等一系列令人矚目的成果，填補(bǔ)了我國(guó)斜拉橋大節(jié)段鋼桁梁整孔吊裝架設(shè)的技術(shù)空白。

從60多年前盡全國(guó)之力建起的“萬(wàn)里長(zhǎng)江第一橋”到如今的江河湖海乃至深山峽谷，一座座“中國(guó)橋”拔地而起，不斷刷新中國(guó)和世界的紀(jì)錄，成為一張張向世界展現(xiàn)中國(guó)建設(shè)的亮麗“新名片”。

逢山開(kāi)路、遇水架橋，橋梁不僅僅能讓天塹變通途，更作為一種精神，成為友誼與共贏(yíng)的代名詞，體現(xiàn)中國(guó)工匠精神、展示中國(guó)形象、聯(lián)通中外友誼的國(guó)家品牌。

（欄目編輯? 方郁芝）